DE500222C

DE500222C - Method and device for the synthetic production of ammonia

Info

Publication number: DE500222C
Application number: DEC33993D
Authority: DE
Original assignee: Ammonia Casale SA
Current assignee: Casale SA
Priority date: 1923-09-19
Filing date: 1923-09-19
Publication date: 1930-06-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak Nach einem bekannten Verfahren leitet man für die Synthese von Ammoniak eine Mischung von Stickstoff und Wasserstoff durch ein mit einem Katalysator :beschicktes, auf .4oo bis 6oo° C erhitztes Rohr unter Drucken zwischen ioo und iooo oder mehr Atmosphären.Method and device for the synthetic production of ammonia According to a known method, a mixture is passed for the synthesis of ammonia of nitrogen and hydrogen through a catalyst: charged on .400 to 600 ° C heated tube under pressures between 100 and 100 or more atmospheres.

Von dieser Gasmischung verbindet sich. nur ein geringer Teil zu Ammoniak. Aus diesem Grunde wird .nach der Entfernung des. Ammoniaks aus der Reaktionsmischung beispielsweise durch Kühlung .das unveränderte Gasgerriischwieder über den gleichen Katalysator geleitet, um eine neue Menge von Ammoniak zu erhalten. Es wird also das Verfahren in einem geschlossenen Krerisl,auf .ausgeführt.From this gas mixture combines. only a small part to ammonia. For this reason, after the ammonia has been removed from the reaction mixture for example by cooling .the unchanged gas flow over the same Catalyst passed to get a new amount of ammonia. So it will the procedure in a closed Krerisl.

Der erwähnte Kreislauf wurde bisher .durch eine Kolbenpumpe oder Zentrifugal- oder Rotationspumpe, die durch einen Elektromotor o. dgl. betrieben wird, bewirkt.The circuit mentioned was previously. By a piston pump or centrifugal or a rotary pump operated by an electric motor or the like.

Die Pumpen erfordern eine beträchtliche Schmierung des Kolbens und der Stopfbiichse. Das Schmieröl wird von der Gasmischung mitgerissen, und es sind besondere Maßnahmen und Vorrichtungen erforderlich, um es wieder abzuscheiden und zurückzuhalten, damit es nicht in den Katalysatorr.aum kommt und den Katalysator vergiftet. Zur Zurückhaltung des Öles werden besondere Vorrichtungen an der Umlaufleitung angeordnet, die einen Behälter passender Gestalt und Größe mit Stoffen, welche auch die letzten Spuren des Schmieröles zurückhalten können, umfassen. Das System der angeführten Vorrichtungen der Umlaufpumpe, der Vorrichtung zur Ztirückhaltung des Öles und des Reinigers verursacht sehr hohe Beschaffungs- und Betriebskosten.. Es treten ferner Verluste an Ölen und Reinigungsstoffen ein, auch verursacht der Betrieb der Pumpen Kosten. Es können auch Verluste an komprimiertere Gasmischung infolge von Undichtigkeiten.- an den! Stopfbüchsen der Umlaufpumpe eintreten, während weitere Verluste beim Abziehen. des Öles aus der Vorrichtung zur Zurückhaltung und beim Wechseln des reinigenden. Stoffes unvermeidlich sind.The pumps require considerable lubrication of the piston and the stuffing box. The lubricating oil is carried away by the gas mixture, and it is special measures and devices are required to deposit it again and so that it does not get into the catalytic converter space and the catalytic converter poisoned. Special devices are placed on the circulation line to hold back the oil arranged that a container of matching shape and size with fabrics, which also can hold back the last traces of the lubricating oil. The system of cited devices of the circulation pump, the device for retaining the Oil and the cleaner cause very high procurement and operating costs .. It Loss of oils and cleaning agents also occurs, which is also caused by the operation the pumping costs. There can also be losses of a more compressed gas mixture as a result of leaks - to the! Stuffing boxes of the circulation pump enter while further Losses on withdrawal. of the oil from the device for restraint and when Changing the cleaning agent. Are inevitable.

Diese Übelstände werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß der Umlauf der Gasmischung mittels einer Vorrichtung bewirkt wird, welche überhaupt nicht geschmiert zu werden braucht und dem vom entstandenen Ammoniak befreiten Ga@sgemisch frische Gasmischung mit einem Druck zuführt, der den Druck des vom Ammoniak befreiten Gasgemisches um mehr als io Atmosphären übertrifft.According to the present invention, these inconveniences are avoided by that the circulation of the gas mixture is effected by means of a device, which at all does not need to be lubricated and the gas mixture freed from the ammonia formed fresh gas mixture feeds in at a pressure that frees the pressure of the ammonia Gas mixture by more than 10 atmospheres.

In der Anlage ist eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer Ausführungsform im Schema und im senkrechten Schnitt dargestellt.In the plant is a device according to the invention in one embodiment shown in the scheme and in vertical section.

i ist das Rohr für die von dem Kompressor kommende frische Gasmischung.i is the pipe for the fresh gas mixture coming from the compressor.

z ist,die Umlaufvorrichtung, 3 ist das. Syntheserohr. q. und 5 ist die Vorrichtung für die Ab,scheidung des Ammoniaks, die in vorliegendem Falle aus dem Kühler 4 mit einem Behälter 5 zum Sammeln des Ammoniaks besteht. 6 ist das Rohr für den Rückstrom von unverbundenem Gasgemische zu der Umlaufvorrichtung 2.z is the circulation device, 3 is the synthesis tube. q. and 5 is the device for the separation of the ammonia, which in the present case from the cooler 4 with a Container 5 for collecting the ammonia consists. 6 is the pipe for the return flow of unconnected gas mixtures to the circulation device 2.

Fig. 2 stellt einen Injektor im Schnitt dar; a ist ein Stahlkörper mit ,sehr dicken Wänden, b ein Diffuslionskonus, c eine Düse, d eine Reguliernadel für :die Düse, e eine Stopfbüchse, f ein Filter zum Zurückhalten von Verunreinigungen.Fig. 2 shows an injector in section; a is a steel body with very thick walls, b a diffusion cone, c a nozzle, d a regulating needle for: the nozzle, e a stuffing box, f a filter to hold back impurities.

Die frische Gasmischung wird bei A durch das Filter f geleitet. Die Gasmischung fließt aus der Düse C mit hoher Geschwindigkeit und reißt die bei B von den Vorrichtungen q. und 5 nach der Entfernung :des Ammoniaks herkommende Gasmischung mit sich fort.The fresh gas mixture is passed through the filter f at A. The gas mixture flows out of the nozzle C at high speed and ruptures those at B from the devices q. and 5 after removal: the ammonia coming gas mixture with it away.

Die Saugwirkung der Düse C verursacht das Nachströmen der Gase aus B und schafft sie mit einem entsprechend höheren Druck nach der Kontaktvorrichtung für die Ammoni,aksynthese zurück.The suction effect of the nozzle C causes the gases to flow out B and creates it with a correspondingly higher pressure after the contact device for the ammonia synthesis back.

Wie aus dem Gesagten ersichtlich ist, ist beim Gebrauch der vorliegenden Vorrichtung eine sorgfältige Entölung des in den Kreislauf eingeführten frischen Gasgemisches ausreichend, um zu vermeiden, d@aß 01 in. den Katalysator gelangt. Beim Gebrauch von Umlaufpumpen hingegen muß sowohl das frisch eingeführte Gemisch als auch das Gemisch, das schon einmal über den Katalysator geleitet worden ist, ohne zu reagieren und weiter zirkulieren muß, um nochmals über den Katalysator zu streichen, sorgfältig entölt werden. Das Volumen :des frischen Gemisches ist immer sehr viel geringer als das des umlaufenden Gemisches. Daher haben beim Gebrauch der vorliegenden Erfindung die Apparate zur Entölung des Gases viel geringere Dimensionen und, geringeres Gewicht als ,die Apparate, d.ie für die nötig sind. Daraus folgt eine n.ieht unerhebliche Ersparnis in den Kosten der Anlage. Diese Kosten werden be-i der Anwendung der vorliegenden Erfindung außerdem dadurch verringert, daß Inj.ektoren weniger kosten als Umlaufpumpen mit den dazugehörigen An- triebsapparaten, und ebenso dadurch, d!aß, während die Umlaufpumpen einen nicht unerheblichen Raumbedarf haben, die In j-ektoren in .der Schalttafel zugleich mit den anderen Schalt- und Kontrollapparaten angeordnet werden, so,daß der für die Umlaufpumpen bestimmte Raum vollständig ,gespart wird. Außerdem sind Pumpen Apparate mit beweglichen Teilen, wodurch sie BetriebsstÖrungen unterworfen sind, ,die ihre Stilllegung verursachen können, so daß die Anlage von Reservepumpen, unerläßlich ,ist. Reserveinjektoren sind dagegen nicht notwendig, denn da Injektoren statische Apparate sind, sind sie keiner Abnutzung und Beschädigung unterworfen.As can be seen from what has been said, when using the present device, careful de-oiling of the fresh gas mixture introduced into the circuit is sufficient in order to prevent the oil from getting into the catalyst. When using circulation pumps, on the other hand, both the freshly introduced mixture and the mixture that has already been passed over the catalyst without reacting and having to continue to circulate in order to pass over the catalyst again must be carefully de-oiled. The volume: of the fresh mixture is always much less than that of the circulating mixture. Thus, in utilizing the present invention, the apparatus for de-oiling the gas is of much smaller size and weight than the apparatus that is necessary for it. This results in a negligible saving in the cost of the system. These costs will be-i application of the present invention also reduced by Inj.ektoren cost less than circulating pumps with the associated arrival powered appliances, as well as by d! Ate, while the circulation pumps have a significant space requirement, in j -ectors in .der switchboard are arranged at the same time with the other switchgear and control apparatus, so that the space intended for the circulation pumps is completely saved. In addition, pumps are apparatuses with moving parts, as a result of which they are subject to malfunctions, which can cause them to shut down, so that the installation of reserve pumps is indispensable. Reserve injectors, on the other hand, are not necessary, since injectors are static devices, they are not subject to wear and tear.

Die Tatsache, daß die Injektoren keiner Abnutzung und Beschädigung unterworfen sind, hat außerdem eine große Bedeutung für die Regelmäßigkeit der Produktion der Anlagen und für die Betriebsunkosten:. Die Kosten für Unterhaltung und Reparatur, die die Umlaufpumpen verursachen, fallen bei der Anwendung von Injektoren vollständig fort. Eine Verringerung,der Betriebsunkosten ergibt sich außerdem daraus, daß die Injektoren nicht, wie die Umlaufpumpen, einer Schmierung bedürfen, .und schließlich auch daraus, daß die Injektoren, die in der Tafel der Schalt- und Kontrollapparate der Anlage ,inbegriffen, sind und daher von denselben Arbeitern, die diese Tafeln bedienen, gehandhabt werden können, während bei der Anwendung von Umlaufpumpen die Einstellung einer gewissen Anzahl von Arbeitern zur -Überwachung und Bedienung ihres Betriebes notwendig sind.The fact that the injectors do not show any wear and tear is also of great importance for the regularity of production of the facilities and for the operating costs: The cost of maintenance and repair, caused by the circulation pumps fall completely when injectors are used away. A reduction in operating costs also results from the fact that the Unlike circulation pumps, injectors do not require lubrication, and finally also from the fact that the injectors in the panel of the switchgear and control apparatus of the plant, included, and are therefore by the same workers who make these panels operate, can be handled while using the circulation pumps Hiring a certain number of workers to monitor and operate your Operation are necessary.

Claims

PATRENT INSPECTION: r. Process for the synthetic production of ammonia from compressed nitrogen and hydrogen in the cycle, thereby marked that the fresh one, which has not yet come into contact with the catalyst Gas mixture. Is compressed to a pressure which is the pressure of the circulation gas mixture by at least To atmospheres, whereupon this highly compressed gas mixture With the help of an injector or a similar acting, no moving parts owning device, is passed into the synthesis gas cycle, in which it its higher pressure acts as a driving medium and the uninterrupted: circulation the mixture freed from ammonia.

2. Injector for performing the method according to claim r, characterized in that in a thick-walled! Body a diffusion cone (b) is arranged behind a nozzle (c) which can be regulated by a needle valve (d), to which a line (A) provided with a filter (f ) for the fresh gas mixture and a second line (B) for the lead from ammonia-freed gas mixture.